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摘 要：在锅炉制作过程中，工作人员应熟悉掌握各种常用材料的力学性能和化学成分知识，从工程实际情况出发，满足结构构件在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度的要求，对不同的结构和不同的使用环境选用合适的材料来设计构件，从而达到最优化的设计效果，本文结合实际探讨了锅炉的装配制作工艺，介绍了影响锅炉、压力容器焊接质量的因素及相应的焊接质量控制措施，对提高锅炉、压力容器质量有一定指导作用。
关键词：锅炉结构；装配制作过程；工艺；质量 ；焊接；控制
锅炉结构质量控制是确保锅炉应用功能合理发挥的关键，同时是一项较为复杂的控制过程。在工作的时候需要综合各种因素进行分析，根据实际工作中所需要的各种参数进行对材料和制造工艺的管理。在现场进度控制方面应采取各项具体控制措施和注意的问题，但只要有针对性的、切实有效的加工工艺，充分利用本单位的加工实际经验，同时在加工过程中做好每一道工序的质量检验工作，把握住每一个质量控制点。本文的制作工艺适用于大容量锅炉高强螺栓连接或焊接的碳钢和低合金钢钢结构的制作。
1 材料的要求
材料是每个生产环节的重点不应忽视，是保证结构安全的基础。在锅炉钢结构材料的选用时，主要的原则是安全、可靠、合理和经济。钢材的选择既要确定所用钢材的钢号，也要考虑锅炉在使用过程中的力学性能和化学成分的要求，保证质量，如果选择的材料强度不够，类型不合理等因素，容易导致锅炉钢结构的力学性能和承载能力不足的发生。
1.1制造锅炉钢结构的钢材和焊接材料应符合现行国家产品标准和设计要求，必须有质量证明书（不是原始质量证明书的还必须加盖经销单位的红章）。
1.2所有的焊接材料均必须进行入厂复试验收。检验其质量合格证明文件、中文标志及检验报告。钢板的厚度、型钢的规格尺寸及允许偏差符合其产品标准的要求。钢材的检验结果应反馈到材料矫正、下料切割两道工序中。
2 制作过程
2.1 拼接
2.1.1 梁柱长度方向的拼接
梁、柱在长度方向根据尺寸不同允许有不同数量的接头。一般：L≤6m允许有一个接头；6m10m允许有三个接头；且最小拼接长度L≥1000mm。
2.1.2 板梁的拼接
板梁根据其高度不同，其纵向允许有接缝。即：1 600mm2600mm，允许有两条纵缝，且最小拼接宽度B≥350mm，对于有纵缝的腹板，不允许有贯穿腹板高度方向的拼接焊缝。组合梁拼接时，盖板不允许有纵向接头。
2.1.3 拼接布置
钢板上纵横两方向的拼接缝之间允许T字型交叉，相邻两T字型交叉之间的距离不小于350mm；板梁、翼板上的拼接缝之间应错开不小于200mm的距离；高强螺栓开孔，不准布置在拼接焊缝上。拼接焊缝位置与高强度螺栓开孔中心线的距离应大于120mm；梁、柱或板梁（包括双腹板梁）上的拼接焊缝应与托架或隔板焊缝错开不小于100mm的距离。
2.1.4 拼接方法
（1）钢板间拼接（优先采用埋弧自动焊接）
1）板厚δ≤8mm，a、采用手工电焊条焊接，一般开单边V型30°坡口；钝边2mm，间隙2～4mm；b、采用埋弧自动焊接时，方法同2）
2）板厚8mm24mm，开X型60°坡口，钝边6mm，偏差0～1mm，对口间隙0～2mm。
（2）型钢间拼接
拼接焊缝为V型坡口双面焊缝，被加强板覆盖的拼接焊缝为V型坡口单面焊缝。12号以上（不含12号）的工字钢和槽钢、厚度大于6mm的角钢拼接时，应采用加强板；60号工字钢拼接时，需用两块加强板。
2.2 焊接H型钢
对于H型钢采用自动组立机定位装配，同时注意装配时腹板与翼板的标准尺寸。组装前，应清除连接表面沿焊缝每边30～50mm范围内的铁锈、毛刺和油污等。对于钢结构的其他零部件装配应划线定位装配。用点固焊缝进行固定时，对点固焊缝的质量要多加注意，特别是对接接头要求单面焊双面成形时，因为点固焊缝是正式焊缝的一部分，所以必须焊透并不得有焊接缺陷。
2.3 试装
构件出厂前加工厂应进行试拼装，试装采用平面试装法。拼装标准按照《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）执行。
2.4油漆
（1）涂装前检查钢材表面是否达到Sa2.5的除锈质量等级，除锈后是否有返锈或重新污染现象，经技术工艺部按制造技术条件对产品质量检验合格后，方可进行油漆或防腐处理。对构件设计规定禁止的涂漆部分，在涂漆前应用胶线带遮蔽起来。
（2）除锈后应于当日涂好底漆，否则要重新处理。
（3）安装焊缝处应留出30～50mm暫不涂装，凡是发现在焊缝位置范围内误涂油漆的应按除锈方法清除干净。
（4）高强螺栓连接面不涂漆。
（5）油漆应按其工艺进行。经油漆的零部件表面，漆膜应均匀，不应有气泡、杂质、龟裂、剥落、露底、严重皱皮或杂质等缺陷，否则应修补合格。
（6）漆膜干膜厚度用漆膜测厚仪检查，当漆膜厚度不足时，应增涂面漆至规定的厚度。
2.5 标识
（1）对加工完成的钢柱，必须用样冲在构件上打出2～3面的中心线（包括柱底板中心线），并用明显标志标出钢柱标高基准线，以保证钢柱吊装时标高、轴线对中以及高强螺栓接头的精度要求。
（2）产品的最终标识（成品的标识），钢结构检查合格后，根据设计图纸要求，应逐件标出零件图号（杆件号）或编号。对重大构件注明重量和起吊位置，便于运输和安装。
3 锅炉、压力容器焊接质量控制措施
3.1 焊接材料的控制
（1）焊接材料的选择
对于不等强度级别钢的焊接，原则上应选择低强度等级的焊接材料，在某些特殊情况下，如点固焊或厚板的第一道焊往往要求强度高，可以选用高强度等级的焊接材料。焊接材料的选择还应综合考虑结构和工艺因素及刚度特点，如冷冲压冷卷要求焊接接头有较高的塑性变形能力，热卷和热处理则要求接头经高温热处理后仍能保证所要求的强度性能及韧性，因此，应选用合金成分较高的焊材，而形状复杂，结构刚性大以及大厚度的焊件，由于焊接过程中产生较大的焊接应力，容易产生裂纹，因此必须选用抗裂性好的低氢焊条。 （2）焊接材料的验收、保管、领用
用于制造锅炉、压力容器受压元件的焊接材料应符合有关国家标准和行业标准，制造单位应建立并严格执行焊接材料验收、复验、保管、烘干、发放和回收制度。不同厂家生产的同一型号或牌号的焊条，其工艺性能有可能存在差异，制造厂应根据多年的实践情况，选定相对固定的焊条生产厂家，焊接材料必须有质量证明书和清晰牢固的标志（如批号）。焊材买回后应按标准进行抽样复验，验收合格后及时办理入库手续，焊接材料入库后要按类别、型号、牌号及批号分别在不同的位置存放。焊条和焊剂在使用前必须按规定温度和时间烘干并保温，焊条从烘箱中取出后，在空气中放置时焊条药皮会吸收空气中的水分，时间越长，吸收的水分越多，因此，领用焊条时应做到随用随领，当天未用完的焊接材料应退回焊材库。
3.2 焊接工艺控制
（1）焊接工艺评定
焊接工艺是控制锅炉、压力容器焊接接头质量的关键，产品施焊前，对受压元件之间的对接焊接接头和要求全焊透的 T 形焊接接头、受压元件与承载的非受压元件之间全焊透的 T 形或角接焊接接头、以及受压元件的耐腐蚀堆焊层都应进行焊接工艺评定。制造廠应根据产品的情况，如焊接方法、母材钢号、母材厚度和熔敷金属厚度、焊材保护气体、有无衬垫、是否预热和焊后处理等做多种焊接工艺评定，以满足工艺需要。
（2）焊接工艺参数
焊接线能量综合体现了焊接规范参数对接头性能的影响，对于低合金高强钢、低温钢和不锈钢都要求采用小线能量焊接，对于易淬火钢，采用小线能量焊接时冷却速度快，易产生冷裂纹，因此须采用焊前预热、控制层间温度和焊后缓冷等工艺措施。但仅是线能量数值控制还不够，即使相同数值的线能量，如果焊接电流、电压和速度之间配合不合理，还是不能得到好的焊缝性能，例如在焊接电流较大、焊接电压较低情况下得到深而窄的焊缝，适当减小电流提高电压则能得到良好的焊缝质量，这两者焊缝性能是不同的，因此应在规范合理的原则下选择合适的线能量。
（3）焊接设备控制
工作状态良好的焊接设备，是顺利完成焊接工作，保证焊接质量的必要条件。焊接设备包括焊条烘干设备必须由专人管理，定期检查维修，电流表、电压表应工作正常，并在检定期内，制造厂应根据自己的需要合理选购较先进的设备，先进的焊接设备是提高焊接质量的一个重要因素。
4 结语
对于锅炉结构的装配制作工艺不论是哪个项目或多复杂的锅炉炉型，每名技术人员都有自己的独到见解和处理方法，但锅炉结构的基本理论均大同小异，流程也基本相同，只有将理论应用于实践，将理论回归于实践，才能在工程中起到最好的效果，让用户方得到最终的满意。
参考文献
[1]DG1109-2017，锅炉装配焊钢结构制造技术条件[S].
[2]GB/T1591-16，低合金高强度结构钢.国家技术监督局[S].
[3]GB/T700-2016，锅炉碳素结构钢.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
关键词：锅炉结构；装配制作过程；工艺；质量 ；焊接；控制
锅炉结构质量控制是确保锅炉应用功能合理发挥的关键，同时是一项较为复杂的控制过程。在工作的时候需要综合各种因素进行分析，根据实际工作中所需要的各种参数进行对材料和制造工艺的管理。在现场进度控制方面应采取各项具体控制措施和注意的问题，但只要有针对性的、切实有效的加工工艺，充分利用本单位的加工实际经验，同时在加工过程中做好每一道工序的质量检验工作，把握住每一个质量控制点。本文的制作工艺适用于大容量锅炉高强螺栓连接或焊接的碳钢和低合金钢钢结构的制作。
1 材料的要求
材料是每个生产环节的重点不应忽视，是保证结构安全的基础。在锅炉钢结构材料的选用时，主要的原则是安全、可靠、合理和经济。钢材的选择既要确定所用钢材的钢号，也要考虑锅炉在使用过程中的力学性能和化学成分的要求，保证质量，如果选择的材料强度不够，类型不合理等因素，容易导致锅炉钢结构的力学性能和承载能力不足的发生。
1.1制造锅炉钢结构的钢材和焊接材料应符合现行国家产品标准和设计要求，必须有质量证明书（不是原始质量证明书的还必须加盖经销单位的红章）。
1.2所有的焊接材料均必须进行入厂复试验收。检验其质量合格证明文件、中文标志及检验报告。钢板的厚度、型钢的规格尺寸及允许偏差符合其产品标准的要求。钢材的检验结果应反馈到材料矫正、下料切割两道工序中。
2 制作过程
2.1 拼接
2.1.1 梁柱长度方向的拼接
梁、柱在长度方向根据尺寸不同允许有不同数量的接头。一般：L≤6m允许有一个接头；6m10m允许有三个接头；且最小拼接长度L≥1000mm。
2.1.2 板梁的拼接
板梁根据其高度不同，其纵向允许有接缝。即：1 600mm2600mm，允许有两条纵缝，且最小拼接宽度B≥350mm，对于有纵缝的腹板，不允许有贯穿腹板高度方向的拼接焊缝。组合梁拼接时，盖板不允许有纵向接头。
2.1.3 拼接布置
钢板上纵横两方向的拼接缝之间允许T字型交叉，相邻两T字型交叉之间的距离不小于350mm；板梁、翼板上的拼接缝之间应错开不小于200mm的距离；高强螺栓开孔，不准布置在拼接焊缝上。拼接焊缝位置与高强度螺栓开孔中心线的距离应大于120mm；梁、柱或板梁（包括双腹板梁）上的拼接焊缝应与托架或隔板焊缝错开不小于100mm的距离。
2.1.4 拼接方法
（1）钢板间拼接（优先采用埋弧自动焊接）
1）板厚δ≤8mm，a、采用手工电焊条焊接，一般开单边V型30°坡口；钝边2mm，间隙2～4mm；b、采用埋弧自动焊接时，方法同2）
2）板厚8mm24mm，开X型60°坡口，钝边6mm，偏差0～1mm，对口间隙0～2mm。
（2）型钢间拼接
拼接焊缝为V型坡口双面焊缝，被加强板覆盖的拼接焊缝为V型坡口单面焊缝。12号以上（不含12号）的工字钢和槽钢、厚度大于6mm的角钢拼接时，应采用加强板；60号工字钢拼接时，需用两块加强板。
2.2 焊接H型钢
对于H型钢采用自动组立机定位装配，同时注意装配时腹板与翼板的标准尺寸。组装前，应清除连接表面沿焊缝每边30～50mm范围内的铁锈、毛刺和油污等。对于钢结构的其他零部件装配应划线定位装配。用点固焊缝进行固定时，对点固焊缝的质量要多加注意，特别是对接接头要求单面焊双面成形时，因为点固焊缝是正式焊缝的一部分，所以必须焊透并不得有焊接缺陷。
2.3 试装
构件出厂前加工厂应进行试拼装，试装采用平面试装法。拼装标准按照《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）执行。
2.4油漆
（1）涂装前检查钢材表面是否达到Sa2.5的除锈质量等级，除锈后是否有返锈或重新污染现象，经技术工艺部按制造技术条件对产品质量检验合格后，方可进行油漆或防腐处理。对构件设计规定禁止的涂漆部分，在涂漆前应用胶线带遮蔽起来。
（2）除锈后应于当日涂好底漆，否则要重新处理。
（3）安装焊缝处应留出30～50mm暫不涂装，凡是发现在焊缝位置范围内误涂油漆的应按除锈方法清除干净。
（4）高强螺栓连接面不涂漆。
（5）油漆应按其工艺进行。经油漆的零部件表面，漆膜应均匀，不应有气泡、杂质、龟裂、剥落、露底、严重皱皮或杂质等缺陷，否则应修补合格。
（6）漆膜干膜厚度用漆膜测厚仪检查，当漆膜厚度不足时，应增涂面漆至规定的厚度。
2.5 标识
（1）对加工完成的钢柱，必须用样冲在构件上打出2～3面的中心线（包括柱底板中心线），并用明显标志标出钢柱标高基准线，以保证钢柱吊装时标高、轴线对中以及高强螺栓接头的精度要求。
（2）产品的最终标识（成品的标识），钢结构检查合格后，根据设计图纸要求，应逐件标出零件图号（杆件号）或编号。对重大构件注明重量和起吊位置，便于运输和安装。
3 锅炉、压力容器焊接质量控制措施
3.1 焊接材料的控制
（1）焊接材料的选择
对于不等强度级别钢的焊接，原则上应选择低强度等级的焊接材料，在某些特殊情况下，如点固焊或厚板的第一道焊往往要求强度高，可以选用高强度等级的焊接材料。焊接材料的选择还应综合考虑结构和工艺因素及刚度特点，如冷冲压冷卷要求焊接接头有较高的塑性变形能力，热卷和热处理则要求接头经高温热处理后仍能保证所要求的强度性能及韧性，因此，应选用合金成分较高的焊材，而形状复杂，结构刚性大以及大厚度的焊件，由于焊接过程中产生较大的焊接应力，容易产生裂纹，因此必须选用抗裂性好的低氢焊条。 （2）焊接材料的验收、保管、领用
用于制造锅炉、压力容器受压元件的焊接材料应符合有关国家标准和行业标准，制造单位应建立并严格执行焊接材料验收、复验、保管、烘干、发放和回收制度。不同厂家生产的同一型号或牌号的焊条，其工艺性能有可能存在差异，制造厂应根据多年的实践情况，选定相对固定的焊条生产厂家，焊接材料必须有质量证明书和清晰牢固的标志（如批号）。焊材买回后应按标准进行抽样复验，验收合格后及时办理入库手续，焊接材料入库后要按类别、型号、牌号及批号分别在不同的位置存放。焊条和焊剂在使用前必须按规定温度和时间烘干并保温，焊条从烘箱中取出后，在空气中放置时焊条药皮会吸收空气中的水分，时间越长，吸收的水分越多，因此，领用焊条时应做到随用随领，当天未用完的焊接材料应退回焊材库。
3.2 焊接工艺控制
（1）焊接工艺评定
焊接工艺是控制锅炉、压力容器焊接接头质量的关键，产品施焊前，对受压元件之间的对接焊接接头和要求全焊透的 T 形焊接接头、受压元件与承载的非受压元件之间全焊透的 T 形或角接焊接接头、以及受压元件的耐腐蚀堆焊层都应进行焊接工艺评定。制造廠应根据产品的情况，如焊接方法、母材钢号、母材厚度和熔敷金属厚度、焊材保护气体、有无衬垫、是否预热和焊后处理等做多种焊接工艺评定，以满足工艺需要。
（2）焊接工艺参数
焊接线能量综合体现了焊接规范参数对接头性能的影响，对于低合金高强钢、低温钢和不锈钢都要求采用小线能量焊接，对于易淬火钢，采用小线能量焊接时冷却速度快，易产生冷裂纹，因此须采用焊前预热、控制层间温度和焊后缓冷等工艺措施。但仅是线能量数值控制还不够，即使相同数值的线能量，如果焊接电流、电压和速度之间配合不合理，还是不能得到好的焊缝性能，例如在焊接电流较大、焊接电压较低情况下得到深而窄的焊缝，适当减小电流提高电压则能得到良好的焊缝质量，这两者焊缝性能是不同的，因此应在规范合理的原则下选择合适的线能量。
（3）焊接设备控制
工作状态良好的焊接设备，是顺利完成焊接工作，保证焊接质量的必要条件。焊接设备包括焊条烘干设备必须由专人管理，定期检查维修，电流表、电压表应工作正常，并在检定期内，制造厂应根据自己的需要合理选购较先进的设备，先进的焊接设备是提高焊接质量的一个重要因素。
4 结语
对于锅炉结构的装配制作工艺不论是哪个项目或多复杂的锅炉炉型，每名技术人员都有自己的独到见解和处理方法，但锅炉结构的基本理论均大同小异，流程也基本相同，只有将理论应用于实践，将理论回归于实践，才能在工程中起到最好的效果，让用户方得到最终的满意。
参考文献
[1]DG1109-2017，锅炉装配焊钢结构制造技术条件[S].
[2]GB/T1591-16，低合金高强度结构钢.国家技术监督局[S].
[3]GB/T700-2016，锅炉碳素结构钢.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局